新技術幫助沼氣廠實現優化

　　有效的沼氣工藝過程優化要求關鍵參數的就地監測：甲烷、二氧化碳和濕度。在過去，這無法通過現成的監測技術實現
，維薩拉的 MGP261 為變廢為寶創造了機遇：提高了沼氣廠的盈利能力、幫助降低廢物量、減少溫室氣體排放
，以及回收利用農業用營養物。

　　世界各地的政府都在尋求降低溫室氣體 (GHG) 排放
，以便應對氣候變化、減少垃圾填埋

，以及按照國際協議提高對可再生能源的利用率。因此
，在許多國家/地區，提供補貼以便鼓勵沼氣領域的發展。

　　根據國際可再生能源機構 (IRENA)，全球電力容量的三分之一現在基於可再生能源，並且在 2018 年的全部新增發電量中
，接近三分之二來自可再生資源。最近大部分的增長都是由太陽能和風能提供的，但在過去 10 年中，全球生物能電量大約是以前的三倍。

　　與yu風feng能neng和he太tai陽yang能neng相xiang比bi
，從cong濕shi腐fu廢fei物wu和he農nong產chan品pin生sheng成cheng沼zhao氣qi所suo產chan生sheng的de可ke再zai生sheng能neng源yuan是shi更geng可ke靠kao且qie更geng具ju可ke預yu測ce性xing的de來lai源yuan。但dan是shi，隨sui著zhe風feng能neng和he太tai陽yang能neng技ji術shu變bian得de更geng高gao效xiao以yi及ji沼zhao氣qi補bu貼tie金jin額e減jian少shao
，沼zhao氣qi領ling域yu不bu得de不bu注zhu重zhong工gong藝yi過guo程cheng優you化hua
，以yi便bian保bao持chi利li潤run率lv、與其他能量產生形式競爭並且從長期來講是可維持的。

　　把廢物浪費了？

　　廢物管理給社會帶來了巨大挑戰，而廢物越來越多地被視作資源。有機廢物由於其能夠生成甲烷（一種強大的溫室氣體）而尤為受到關注。來自有機廢物厭氧發酵 (AD) 的氣體可作為可再生能源的來源包含和利用。此類氣體的燃燒生成可再生熱量，或者在熱電聯產 (CHP) 發動機中，同時能夠發電和產生熱量。沼氣還可以升級到生物甲烷（>99% 甲烷）以便壓縮並注入天然氣網
，或者用作運輸燃料。AD 廠運營商也可以通過將電能導出到電網
、向xiang本ben地di商shang業ye或huo社she區qu銷xiao售shou熱re量liang或huo沼zhao氣qi，以yi及ji為wei進jin廠chang廢fei料liao收shou取qu進jin門men費fei，從cong而er獲huo得de收shou入ru。此ci類lei工gong廠chang產chan生sheng的de沼zhao渣zha具ju有you豐feng富fu的de營ying養yang物wu，可ke用yong作zuo土tu壤rang肥fei料liao和he改gai良liang劑ji。

　　無論工藝過程如何，工廠都需要優化沼氣的生產流程，同時盡量降低成本、廢fei物wu和he停ting機ji時shi間jian。但dan是shi
，沼zhao氣qi是shi一yi種zhong腐fu蝕shi性xing的de易yi爆bao氣qi體ti
，因yin此ci在zai過guo去qu，很hen難nan執zhi行xing在zai線xian監jian測ce。截jie止zhi到dao目mu前qian

，解jie決jue方fang案an就jiu是shi提ti取qu樣yang本ben以yi便bian在zai工gong藝yi過guo程cheng之zhi外wai進jin行xing分fen析xi。

　　為了實現高效的工藝流程優化，維薩拉開發了 MGP261，它是現場三合一沼氣監測儀表，用於同時測量甲烷
、二氧化碳和濕度。重要的是
，該儀表經過了工業防爆危險認證，可用於分區 0/1，這支持在存在易爆氣體環境的管道和管線（管道周圍區域的等級為分區 1）進行在線安裝。

　　厭氧消化 – 工藝過程

　　zaizhaoqichineijiangjinxingsigezhuyaodegongyiguochengyibianshengchengzhaoqi。zhexiegongyiguochengdoutongguobutongdexijunzulaicucheng
，bingqiegaoxiaodegongyiguochengyouhuadeyigeguanjiantexingjiushibaochizhexieweishengwudejiankangpingheng。zhesigezhuyaogongyiguochengshi：

　　水解 – 複雜的有機物質（例如蛋白質
、碳水化合物和脂肪）由細菌酶分解為糖、脂肪酸和氨基酸。

　　酸化 – 不同的發酵反應將較大的分子轉化為有機酸、

　　酒精、氨、二氧化碳、氫和硫化氫。

　　乙酸化 – 發酵產品氧化成更簡單形式
，例如醋酸酯和二氧化碳。

　　甲烷化 – 古生菌（單細胞有機體）將氫和乙酸轉化為甲烷和二氧化碳。

　　對後兩個工藝過程的幹擾將導致沼氣產量的下降，並且可以通過甲烷:二氧化碳比率中的變化來檢測到。因此，需要進行持續監測。

　　工藝過程監測以便提高效率

　　沼氣中的 50% 到 75% 通tong常chang是shi甲jia烷wan，剩sheng餘yu的de主zhu要yao成cheng分fen是shi二er氧yang化hua碳tan和he水shui蒸zheng氣qi，還hai有you少shao量liang其qi他ta氣qi體ti，例li如ru上shang麵mian提ti到dao的de氣qi體ti。很hen明ming顯xian，通tong過guo監jian測ce甲jia烷wan，可ke以yi衡heng量liang工gong廠chang的de成cheng功gong運yun營ying；並且通過監測甲烷:二氧化碳比率，可以向工廠運營商提供沼氣池行為的持續實時指標
，以及沼氣池中微生物的狀態。

　　可ke以yi通tong過guo多duo種zhong方fang式shi使shi用yong有you關guan甲jia烷wan和he二er氧yang化hua碳tan的de數shu據ju。首shou先xian，運yun營ying商shang可ke以yi使shi用yong這zhe些xie信xin息xi來lai調tiao整zheng裝zhuang載zai速su率lv和he廢fei料liao來lai源yuan類lei型xing，如ru果guo可ke能neng，用yong來lai改gai進jin細xi菌jun狀zhuang態tai。其qi次ci
，在zai某mou一yi發fa動dong機ji正zheng在zai使shi用yong沼zhao氣qi時shi，可ke以yi使shi用yong測ce量liang來lai優you化hua發fa動dong機ji性xing能neng。第di三san，如ru果guo正zheng在zai對dui沼zhao氣qi進jin行xing精jing煉lian以yi便bian注zhu入ru天tian然ran氣qi網wang
，則ze可ke以yi使shi用yong這zhe些xie數shu據ju來lai通tong知zhi生sheng物wu甲jia烷wan升sheng級ji過guo程cheng。

　　dangran，haikeyicongfanyingwuzhongtiquyangbenyibianjinxinghouxushiyanshifenxi。zhekeyitigonggongyiliuchengzhuangkuangdezhunquezhibiao，danshi，houxufenxisuodaozhideyanchiyiweizhewufajishihuozidongzuochufanying，yibianyouhuagongyiguocheng。yinci，zhaoqijiawanheeryanghuatandezaixianjianceyouzhuyujiangdidaijiagaoangdeshiyanshifenxidexuyao。

　　為什麼監測沼氣濕度？

　　沼氣中的濕度出於多種原因代表著潛在問題。氣體中的濕度可能會由於壓力或溫度的變化而發生冷凝 – 例如，在壓力調節器或傳輸管道中。此類冷凝可能會導致嚴重的損害，必須加以避免。同樣，沼氣中多餘的濕氣傳輸到 CHP fadongjizhonghuizengjiafadongjiyouzhongdeshidu，congerdaozhixuyaogengpinfandigenghuanfadongjiyou。xianran，youyufadongjifuwuweihuhuoweixiuerdaozhidefadongjitingjishijianyinggaijinliangsuoduan

，yinweizhekenenghuidaozhiyonghubuman，erqiehaikenengdaozhimeitianshourusunshi 3000 到 5000 歐元。

　　shiduzaihuoxingtanguolvqidecaozuozhongyeyinggaiyansuduidai
，yinweihuoxingtanguolvqishejiweizaitedingdeshidufanweineigongzuo。tanguolvqihenchangjian，yinweizhaoqizhongdezazhi（例如硫化氫
、矽氧烷和其他多種有機氣體）需要去除，以便防止損壞發動機，或者生成足夠純度的生物甲烷以便適合於氣體到管網 (G2G) 應ying用yong。濕shi度du過guo大da可ke能neng導dao致zhi炭tan過guo濾lv器qi過guo早zao磨mo損sun，從cong而er造zao成cheng代dai價jia高gao昂ang的de補bu裝zhuang需xu要yao。某mou些xie工gong廠chang一yi年nian需xu要yao更geng換huan炭tan過guo濾lv器qi數shu次ci，這zhe可ke能neng導dao致zhi每mei年nian的de支zhi出chu超chao過guo 1 萬歐元。但是，濕度過低對於某些過濾器來說也可能是問題

，因為這可能會導致炭過濾器的不充分操作。

　　為什麼就地測量？

　　在zai過guo去qu，唯wei一yi的de選xuan擇ze是shi利li用yong沼zhao氣qi分fen析xi儀yi，提ti取qu樣yang本ben以yi便bian通tong過guo電dian化hua學xue或huo者zhe固gu定ding波bo長chang紅hong外wai儀yi表biao進jin行xing後hou續xu測ce量liang。這zhe些xie技ji術shu要yao求qiu頻pin繁fan的de重zhong新xin校xiao準zhun，因yin此ci成cheng本ben高gao、耗(hao)費(fei)人(ren)力(li)，並(bing)且(qie)可(ke)能(neng)損(sun)害(hai)工(gong)廠(chang)進(jin)行(xing)持(chi)續(xu)監(jian)測(ce)的(de)能(neng)力(li)。還(hai)需(xu)要(yao)泵(beng)和(he)氣(qi)體(ti)管(guan)道(dao)
，並(bing)且(qie)需(xu)要(yao)對(dui)樣(yang)本(ben)進(jin)行(xing)幹(gan)燥(zao)，以(yi)便(bian)防(fang)止(zhi)由(you)於(yu)冷(leng)凝(ning)導(dao)致(zhi)的(de)誤(wu)差(cha)和(he)潛(qian)在(zai)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci)，這(zhe)些(xie)儀(yi)表(biao)無(wu)法(fa)測(ce)量(liang)樣(yang)本(ben)濕(shi)度(du)。這(zhe)還(hai)意(yi)味(wei)著(zhe)從(cong)提(ti)取(qu)儀(yi)表(biao)得(de)到(dao)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)是(shi)在(zai)幹(gan)燥(zao)基(ji)礎(chu)上(shang)獲(huo)得(de)的(de)。根(gen)據(ju)定(ding)義(yi)

，此(ci)類(lei)讀(du)數(shu)將(jiang)高(gao)於(yu)在(zai)潮(chao)濕(shi)基(ji)礎(chu)上(shang)通(tong)過(guo)就(jiu)地(di)測(ce)量(liang)獲(huo)得(de)的(de)讀(du)數(shu)
，盡(jin)管(guan)不(bu)論(lun)潮(chao)濕(shi)還(hai)是(shi)幹(gan)燥(zao)，維(wei)薩(sa)拉(la)的(de) MGP261 都可以提供測量。

　　在zai寒han冷leng氣qi候hou下xia提ti取qu樣yang本ben還hai有you凍dong結jie樣yang本ben管guan路lu的de風feng險xian，這zhe會hui阻zu止zhi流liu動dong並bing且qie導dao致zhi錯cuo誤wu數shu據ju。可ke以yi通tong過guo經jing過guo工gong業ye防fang爆bao危wei險xian認ren證zheng的de跟gen蹤zong加jia熱re管guan線xian糾jiu正zheng該gai問wen題ti
，但dan這zhe樣yang做zuo成cheng本ben高gao昂ang
，因yin此ci很hen難nan實shi施shi。

　　電(dian)化(hua)學(xue)和(he)固(gu)定(ding)波(bo)長(chang)紅(hong)外(wai)可(ke)提(ti)取(qu)氣(qi)體(ti)分(fen)析(xi)儀(yi)具(ju)有(you)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)的(de)工(gong)作(zuo)壽(shou)命(ming)
，在(zai)考(kao)慮(lv)總(zong)體(ti)擁(yong)有(you)成(cheng)本(ben)時(shi)這(zhe)一(yi)點(dian)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。此(ci)外(wai)
，這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)較(jiao)短(duan)的(de)校(xiao)準(zhun)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)，並(bing)且(qie)要(yao)求(qiu)頻(pin)繁(fan)的(de)采(cai)樣(yang)係(xi)統(tong)維(wei)護(hu)
，因(yin)此(ci)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)可(ke)能(neng)較(jiao)高(gao)。

　　維薩拉 MGP261 克服了早期提取技術的缺點。

　　維薩拉的技術

　　作為現場三合一沼氣分析儀，MGP261 依賴於 CARBOCAP® 技術
，這項技術已在其他許多工業領域中多年使用。它的特點在於，該儀表將用於測量甲烷

、二氧化碳和濕度的第二代 CARBOCAP® 技術整合到一個緊湊型探頭中，該探頭經過工業防爆危險認證，可以直接在腐蝕性的易爆沼氣流中操作。MGP261 還具有快速啟動時間（不到 2 分鍾）
，適合於在經過工業防爆危險認證的測量儀表中使用。

　　維薩拉 CARBOCAP® 傳感器具有電調諧法布裏-珀羅幹涉儀 (FPI) 濾波器。除了測量目標種類之外

，該微型機械 FPI 濾波器還能夠以不會發生吸收的波長執行參考測量。在執行參考測量時，該 FPI 濾lv波bo器qi進jin行xing電dian動dong調tiao節jie
，以yi便bian將jiang帶dai通tong波bo段duan從cong吸xi收shou波bo長chang切qie換huan到dao非fei吸xi收shou波bo長chang。該gai參can考kao測ce量liang補bu償chang光guang源yuan強qiang度du中zhong任ren何he可ke能neng的de變bian化hua以yi及ji光guang路lu中zhong的de汙wu染ran，這zhe意yi味wei著zhe傳chuan感gan器qi隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi也ye高gao度du可ke靠kao。

　　維薩拉采用微輝光紅外光源，用戶可以從其低功率
、高度穩定性以及長達 15 年的使用壽命中獲益。在 MGP261 內(nei)
，使(shi)用(yong)同(tong)一(yi)個(ge)濾(lv)光(guang)器(qi)測(ce)量(liang)濕(shi)度(du)和(he)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)，並(bing)且(qie)使(shi)用(yong)第(di)二(er)個(ge)光(guang)通(tong)道(dao)測(ce)量(liang)甲(jia)烷(wan)。在(zai)許(xu)多(duo)方(fang)麵(mian)，這(zhe)將(jiang)實(shi)驗(yan)室(shi)分(fen)光(guang)計(ji)的(de)分(fen)析(xi)功(gong)能(neng)與(yu)工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)儀(yi)表(biao)的(de)簡(jian)單(dan)、堅固的設計相結合。

　　從用戶的角度來說，該技術的主要優點包括就地測量，這是對工藝過程狀況的直接監測，沒有與其他方法相關聯的成本
、問題和延遲。長期穩定性實現少維護 – 隻zhi需xu在zai探tan頭tou過guo濾lv器qi變bian髒zang時shi進jin行xing更geng換huan，更geng換huan通tong常chang在zai發fa動dong機ji維wei護hu期qi間jian進jin行xing。此ci外wai

，該gai儀yi表biao的de自zi我wo校xiao準zhun功gong能neng將jiang操cao作zuo成cheng本ben降jiang低di
，因yin為wei無wu需xu技ji術shu人ren員yuan頻pin繁fan進jin行xing服fu務wu或huo校xiao準zhun。而er且qie，通tong過guo可ke靠kao的de濕shi度du控kong製zhi減jian少shao了le CHP 發動機維護和停機時間，從而大大節省了資金。

　　在哪裏進行監測?

　　此技術的應用包括厭氧發酵和垃圾填埋場氣體監測、沼氣處理工藝過程中的活性炭過濾監測和 CHP 發動機原料氣監測。

　　在沼氣廠
，甲烷、二氧化碳和濕度的典型監測點應該在沼氣池內部或後麵
，以便通過監測 CH4:CO2 比bi率lv並bing相xiang應ying調tiao節jie廢fei料liao裝zhuang載zai速su率lv來lai優you化hua消xiao化hua過guo程cheng，或huo者zhe位wei於yu熱re交jiao換huan器qi後hou
，以yi便bian測ce量liang濕shi度du來lai優you化hua幹gan燥zao工gong藝yi。其qi他ta可ke能neng的de監jian測ce點dian可ke以yi在zai活huo性xing炭tan過guo濾lv器qi前qian麵mian
，對dui濕shi度du進jin行xing測ce量liang以yi便bian優you化hua過guo濾lv
；在 CHP fadongjiqianmian
，zaizheliceliangshidukeyishixianfadongjibaohu，bingqiejiawanjianceyouzhuyuyouhuafadongjixingneng，huozhezaijiawanshengjizhuangzhiqianmian，yibianyouhuagongyiguocheng。

　　quanqiurenkouzengchangyijiguanliandefeiwuguanliwenti，tongshihaixuyaojiangdiwenshiqitipaifang，zheshidangjinshijiemianlindezhuyaotiaozhan。zhaoqixingyeshijiejuefangandezhongyaoyihuan。danshi，zhaoqishengchanshiyigeyoujiguocheng，shoudaoduozhongbianyindeyingxiang。weisala MGP261 能夠執行準確、可靠的在線監測，可通過降低運營成本和提高沼氣廠的效率對生產過程加以優化，導致從廢物中獲得更高價值。